NIBE SPLIT OBEROENDE FRAMTAGNA DRIFTSANVISNINGAR
- 2 - Licens DETTA VERK ÄR LICENSIERAT UNDER CREATIVE COMMONS ERKÄNNANDE- ICKEKOMMERSIELL 2.5 SVERIGE LICENS. FÖR ATT SE EN KOPIA AV DENNA LICENS, BESÖK HTTP://CREATIVECOMMONS.ORG/LICENSES/BY-NC/2.5/SE/ ELLER SKICKA ETT BREV TILL CREATIVE COMMONS, 171 SECOND STREET, SUITE 300, SAN FRANCISCO, CALIFORNIA, 94105, USA. DU FÅR DELA, KOPIERA, DISTRIBUERA, SÄNDA OCH SKAPA BEARBETNINGAR AV DETTA VERK PÅ FÖLJANDE VILKOR: ERKÄNNANDE DU MÅSTE ANGE UPPHOVSMANNEN OCH/ELLER LICENSGIVAREN PÅ DET SÄTT SOM ANGERS I KAPITEL TILLKÄNNAGIVANDEN (MEN INTE PÅ ETT SÄTT SOM ANTYDER ATT UPPHOVSMANNEN OCH/ELLER LICENSGIVAREN HAR GODKÄNT ELLER REKOMMENDERAR DIN ANVÄNDING AV VERKET. ICKEKOMMERSIELL DU FÅR INTE ANVÄNDA VERKET FÖR KOMMERSIELLA ÄNDAMÅL. DELA LIKA OM DU ÄNDRAR, BEARBETAR ELLER BYGGER VIDARE PÅ VERKET FÅR DU ENDAST DISTRIBUERA RESULTATET UNDER SAMMA LICENS ELLER EN LIKNANDE LICENS SOM DENNA. UNDANTAG FRÅN ICKEKOMMERSIELLT ANVÄNDANDE KAN GÖRAS FÖR ORGANISATIONER SOM HAR FÖR AVSIKT ATT ANVÄNDA VERKET FÖR KONSUMENTUPPLYSNING ELLER KONSUMENTRÅDGIVNING, DETTA KRÄVER DOCK LICENSGIVARENS MEDGIVANDE. LICENSGIVAREN FÖRBEHÅLLES RÄTT ATT AVTALA UNDANTAG FRÅN DESSA LICENSVILKOR. DEN FULLSTÄNDIGA LICENSEN FINNER DU I APPENDIX K.
- 3 - Tillkännagivanden Följande tillkännagivanden skall alltid bifogas vid publikation av bearbetningar av dessa driftsanvisningar: Dessa driftsanvisningar är framtagna med hjälp av bidrag och kunskap från frivilliga som äger, driver, eller i övrigt har erfarenhet av Nibe Split. En betydelsefull källa till dessa anvisningar har varit de erfarenheter och foruminlägg som finns att finna i Värmepumpsforum http://www.varmepumpsforum.com Nibe och Nibe Split är varumärken ägda av Nibe Industrier. Licensgivare och upphovsman till detta verk är: Jonas Bjurel e-mail: jonas@bjurel.com Illustrationer har gjorts av: Mikaela Eriksson e-mail: vattenportalen@live.se Begränsning av ansvar Dessa oberoende framställda driftsanvisningar är baserade på Nibe Industriers monterings- och skötselanvisningar för Nibe Split, samt erfarenheter och tester gjorda av allmänheten. Felaktigheter kan förekomma i dessa driftsanvisningar. Inget som helst ansvar tas för innehållet i dessa anvisningar, likaså tas inget som helst ansvar för följdfel, materiella skador, skador på person, dödsfall, etc. som på ett eller annat sätt uppkommer med anledning av innehållet i dessa anvisningar.
- 4 - Versionsinformation Version: Datum: Editor: Beskrivning: V.0.0.1 2010-03-26 Jonas Bjurel jonas@bjurel.com Första ofullständiga preliminärversion omfattande Nibe Split s grundfunktion. Endast för begränsad remissspridning. V.0.1.2 2010-04-23 Jonas Bjurel jonas@bjurel.com V.0.2.0 2010-07-13 Jonas Bjurel jonas@bjurel.com V1.0.0 2010-09-15 Jonas Bjurel jonas@bjurel.com Andra ofullständiga preliminärversion omfattande Nibe Split s grundfunktion, reglerinställningar och givarmodifieringar. Kompletteringar och rättningar har gjorts bla.: fas strömbehov - etc..endast för begränsad remissspridning. Tredje ofullständiga preliminärversion omfattande Nibe Split s grundfunktion, reglerinställningar, givarmodifieringar och övervakning. Kompletteringar och rättningar har gjorts. Endast för begränsad remissspridning. Omfattning 1 a offentliga versionen av Nibe Split Oberoende framtagna driftanvisningar Saknar: Avvattning, Elektroniskt system, Kyla, dockning, flera värmesystem, etc. Editor: Jonas Bjurel Illustrationer: Mikaela Eriksson Licens: CreativeCommon (BY,NC,SA)
- 5 - Innehåll: 1 Introduktion...6 1.1 Varför oberoende framtagna driftsanvisningar 6 1.2 Publik 6 1.3 Omfattning 6 1.4 Visuella notiser 7 2 Nibe Split omdöme...8 2.1 Allmänt omdöme 8 2.2 Allmänt om luft/vatten värmepumpar 9 2.3 Specifika problem med NIBE Split 10 2.4 Kundsupport och bemötande 12 2.5 Garantier, försäkringar och reklamationer 12 3 Förutsättningar och rekommendationer...13 3.1 Installation 13 3.2 Elinstallation 13 3.3 Rumsgivare 14 3.4 Nödsystem 14 4 Funktionsbeskrivning...15 4.1 Funktionsprincip 15 4.2 Reglerprincip 18 4.3 Driftslägen 22 5 Injustering av anläggningen...34 5.1 Temperaturgivare 34 5.2 Instrypning och flöden 34 5.3 Värmekurva 35 5.4 Reglersystem 36 6 Övervakning och felavhjälpning...50 6.1 Övervakning av pumpens funktion 50 6.2 Loggning av pumpens prestanda 56 6.3 Larm och dess betydelse 57 6.4 Vanliga fel 57 6.5 Nödåtgärder 58 7 Manöverpanel, handhavande & menysystem...59 7.1 Manöverpanel 59 7.2 Menyer och dess betydelse 62 8 Ord- och förkortningsförklaringar...96 Appendix A Modifiering av temperaturgivare...101 Appendix B Anordning för bortförande av kondensvatten...104 Appendix C Injustering - exempel...105 Appendix D Kyldrift...106 Appendix E Dockning...107 Appendix F Fler värmesystem...108 Appendix G Elektroniskt styrsystem...109 Appendix H Prestanda...110 Appendix I Snabbguide...111 Appendix J Anvisningar för bidrag till dessa driftsanvisningar...118 Appendix K Licens...120 Appendix L Projektstatus och framtidsplaner...124
- 6-1 Introduktion 1.1 Varför oberoende framtagna driftsanvisningar Dessa driftsanvisningar är framtagna som ett komplement till Nibe s officiella monterings- och driftanvisningar men ersätter inte på något vis dessa eller övriga råd och anvisningar utgivna av Nibe. Anledningen till varför denna manual framställts är de bristfälliga anvisningar som utges av Nibe, den bristfälliga kunskap och support för denna värmepump som Nibe och dess installationspartners uppvisat under pumpens första år på marknaden, samt den alldeles självklara konsumenträttigheten att få förståelse för systemets funktion, dess brister och behov av justeringar. 1.2 Publik Anvisningarna vänder sig främst till en tekniskt insatt publik som äger- eller är i begrepp att införskaffa en Nibe Split Luft/Vatten värmepump och som är intresserade av hur denna pump fungerar, hur den bör injusteras för bästa funktion, vilka brister den har och hur dessa kan pareras. Även mindre teknikinsatt publik kan med hjälp av dessa anvisningar få råd om hur pumpen på bästa sätt bör injusteras för olika diriftsförhållanden. Detta verk är inte avsett för tillverkare, installatörer eller andra kommersiella organisationer. Återtryck, distribution, bearbetning är inte tillåtet för kommersiellt ändamål. 1.3 Omfattning Anvisningarna omfattar allmänna omdömen, rekommendationer inför ett eventuellt införskaffande av en Nibe Split, pumpens funktions- och reglerprinciper, pumpens olika driftslägen, rekommendationer och anvisningar för injustering av pumpen, reglersystemets olika menyer och respektive innebörd, behov av modifieringar, felsökning, etc. Anvisningarna omfattar för närvarande inte kyldrift eller ingående beskrivningar av det elektroniska styrsystemets funktion. För information, beskrivningar och specifikationer som anses vara korrekt beskrivna i Nibes Installations- och monteringsanvisningar refereras till dessa anvisningar.
- 7-1.4 Visuella notiser Visuella notiser infogade i marginalen indikerar status för ett textstycke: Textmaterialet är under bearbetning. Information saknas eller kan vara mycket otillförlitlig. Informationen är av stor vikt, om anvisningarna inte följs kan materiell eller personskada uppstå. Informationen är baserad på antaganden och är inte verifierad, den verkliga funktionen kan avvika från den beskrivna. Det är av vikt att dessa instruktioner följs för att avsedd funktion eller energibesparing skall uppnås.
- 8-2 Nibe Split omdöme 2.1 Allmänt omdöme Nibe Split är en varvtalsreglerad/inverterstyrd luft/vatten värmepump med separat uteoch inneenhet. Till skillnad från många andra luft-/vattenvärmepumpar är värmebäraren inte ansluten till uteenheten utan endast till inneenheten, detta minskar frysrisken vid längre periods spännings-/funktionsbortfall och är därför att föredra om fastigheten under längre perioder lämnas utan tillsyn. Uteenheten, i vilken större delen av värmepumpsfunktionen är placerad, är konstruerad av Mitsubishi Heavy Industrials och ger vid rätt justering bra med energi och bra värmeutbyte ända ner till -20 grader utetemperatur och 50 grader framledningstemperatur. För att uppnå pumpens utlovade effekt krävs dock andra inställningar än de förinställda och rekommenderade. Uteenheten levereras utan någon som helst anordning för bortförsel av kondensvatten, det finns inte heller några framtagna tillbehör för avvattning. Påfrysning av kondensvatten sker under vinterhalvåret med sådan mängd att en avvattningsanordning måste anordnas. I övrigt är avfrostningen av förångare behovsstyrd och fungerar i det närmsta klanderfritt. Inneenheten är konstruerad av Nibe och innehåller värmeväxlare för köldmedia/värmebärare, förrådsberedare med kamrörsbatteri för varmvatten, styrsystem, cirkulationspump för värmebärare och erforderliga styrdon för systemets olika driftslägen. Den mekaniska konstruktionen håller till synes god kvalitet och samtliga kärl, rör och ventiler är omsorgsfullt isolerade för att undvika värmeförluster och/eller kondens. Pumpen arbetar med flytande kondensering och kan inte konfigureras för fast kondensering. Vid varmvattenproduktion produceras ingen husvärme och värmebäraren är under denna tid blockerad. Styrsystemet verkar härstamma från Nibes on/off pumpar och är inte fullt ut anpassat för de nya förutsättningar som gäller för en varvtalsstyrd pump såsom Nibe Split. Varvtalsstyrningen av Nibe split gör att man inte behöver vara rädd för att överdimensionera pumpen med frekventa starter som resultat. Pumpen anpassar sig i teorin efter husets behov och kan arbeta med så låga värmeeffekter som 3kW dvs. vid lågt energibehov är denna pump att jämföras med en 3kW on/off pump. Denna värmepump möter viss skepsis hos installatörer, många av dessa hävdar att denna pump främst är avsedd för sydligare breddgrader än Stockholm. Det ligger inte mycket sanning i dessa uttalanden. Även om det finns vassare kylmedia än R410A som används i Nibe Split klarar den temperaturer ner till -20 graders utetemperatur på ett utmärkt sätt. Driftssäkerheten vid låga utetemperaturer ter sig mycket bättre än Nibe Fighter 2025 som verkar ha problem med avfrostning, ispåbyggnad på fläktblad och utlösande högtryckspressostater. Under vintern 2010 rapporterade ingen av de ca 5 Splitägare som var verksamma på Värmepumpsforum om driftsstörningar. Anledningen till installatörernas skepsis kan bero på att installationen kräver licens för
- 9 - hantering av köldmedia, något som de flesta installatörer av luft/vatten pumpar saknar vilket innebär att kyltekniker måste anlitas separat med sämre marginal för installatören som resultat. Anläggningen kan även producera kyla, detta kräver dock ett anpassat distributionssystem för köldbärare för att undvika kondensutfällning med skador på fastigheten som resultat. Ingen eller liten erfarenhet finns för närvarande av Nibe Splits kyldrift. 2.2 Allmänt om luft/vatten värmepumpar Luft/vatten värmepumpar hämtar sin energi från omgivande uteluft till skillnad från bergvärmepumpar som hämtar sin från berggrunden. För en bergvärmepump innebär det att den i princip arbetar med samma brine temperatur och driftsförhållanden oavsett årstid och omgivande temperatur. En luft/vatten pump har däremot att anpassa sig till olika lufttemperaturer och därmed olika driftförhållanden, desto kallare omgivningstemperatur desto sämre driftsförutsättningar. Detta innebär i klartext att en luft/vatten pump ger mindre effekt och sämre värmeutbyte vid lägre utetemperaturer, vilket tyvärr sammanfaller med de tillfällen då fastigheten har större energibehov. Pumpen kan alltså inte ge 12kW husvärme när detta effektbehov finns, utan pumpen kan med kompressordrift max ge den effekt vid en given omgivningstemperatur som sammanfaller med husets effektbehov vid samma omgivningstemperatur. Exempel: För en större- eller dåligt isolerad fastighet kan det innebära att pumpen med enbart kompressordrift kan tillfredställa energibehovet ner till -7 graders utetemperatur med en avgiven effekt på 9 kw, motsvarande siffror för en mindre- eller bättre isolerad fastighet kan vara -15 graders utetemperatur och 7 kw avgiven effekt. När kompressordrift inte längre ensamt kan tillfredställa fastighetens energibehov måste eltillskott tillföras. Vid tillräckligt låga omgivningstemperaturer upphör kompressordriften helt och hållet och hela energitillförseln måste ske med eltillförsel. Detta innebär att fastighetens säkringar och elsystem måste vara dimensionerade för endast eldrift vid den dimensionerade utetemperaturen. Detta skiljer sig från en bergvärmepump som avger konstant värmeenergi oavsett omgivningstemperatur, när denna energi inte längre räcker för fastighetens behov måste elenergi tillföras dock fortsätter kompressordriften att leverera värmeenergi och husets hela energibehov behöver aldrig tillföras med el. Även om besparingen vid låga utetemperaturer är större med en bergvärmepump än med en luft/vatten pump betyder inte detta att årsbesparingen är större med en bergpump då luft/vattenpumpen har förmånligare driftsförhållanden vår, sommar och höst. Kalkylen beror på årsmedeltemperatur, energibehov, elpris för de olika årstiderna, säkringspris, etc. Det skall dock påpekas högt effektutag under perioder av hög nätlast i framtiden kan komma att bestraffas genom högre säkringsavgifter eller genom differentierade el-
- 10 - tariffer. Vid ett sådant scenario kan kalkylen för en luft/vatten pump helt komma att förändras. 2.3 Specifika problem med NIBE Split Nibe Split har ett antal problem och svagheter som man bör vara medveten om innan man slutligen väljer denna värmepump. De mest störande tas upp i detta kapitel. 2.3.1 Reglersystem Pumpens grundkapacitet är god och motsvarar den utlovade, med fabriksinställda grundinställningar utnyttjar reglersystemet dock inte denna kapacitet såsom förväntat. El-tillskott slår ständigt till trots att kompressorn inte är fullt utnyttjad. Detta leder till att den avgivna effekten och värmeutbytet är långt under de specificerade och utlovade. 2.3.1.1 Analys av problemet Kompressorregleringen verkar vid fabriksinställning reglera mot ~2 grader över framtemp-bör oavsett aktuellt gradminutunderskott. Detta betyder att pumpen statiskt (utan störningar) levererar + 120 GM/h i överskott, samtidigt bidrar avfrostningar och varmvattenproduktion negativt till detta överskott. Med endast måttligt varmvattenuttag, eller vid förekoms av varmvattencirkulation (VVC) kan detta negativa bidrag vara så stort som 200-250 GM/h, dvs. ett nettounderskott på ca 100-150 GM/h uppstår trots att pumpen bara går på halvfart. Detta innebär att pumpen efter en tid uppnår det gradminutunderskott som har definierats för start av el-tillskott (inställbart i meny Meny 9.2.1). När driftsläge för eltillskott är aktiverat ombesörjs varmvattenproduktionen av el-tillskottet vilket resulterar i ett överskott på ca 120 GM/h. När underskottet efter ytterligare en tid minskat till den punkt då driftsläge för eltillskott avslutas uppstår återigen ett underskott och hela cykeln återupprepas. 2.3.1.2 Lösning: Detta problem beror främst på bristfälliga grundinställningar från fabrik och kan fullt ut kompenseras med korrekt inställning av kompressorstyrningens reglerparametrar. Dessa parametrar är dock inte beskrivna i Nibes anvisningar varför stor möda har fått läggas ner för att få en förståelse för dessas innebörd och därmed kunna uppnå en korrekt inställning. Kapitel 5.4 beskriver vilka dessa parametrar är, och hur dessa skall ställas in. 2.3.2 Komfort Med fabriksinställning och utan rumsgivare är inomhuskomforten undermålig. Detta är återigen beroende av det undermåligt inställda reglersystemet. Inomhustemperaturen svänger med ungefär 3-4 grader pga. av kombinationer av varmvattenproduktion och avfrostning. Detta är speciellt ett problem vid kallare väderlek. Det undermåliga inomhusklimatet elimineras dock då rumsgivare används.
- 11-2.3.2.1 Analys av problemet Detta problem är relaterat till samma grundproblem som beskrevs i kapitel 2.3.1. Återigen verkar pumpen inte försöka att jobba i kapp enligt gradminutprincipen, det verkar snarare som att pumpen oberoende av aktuellt underskott reglerar mot ~2 grader över framtemp-bör. Därtill kommer att pumpen varvar upp väldigt långsamt efter varmvattenproduktion eller avfrostning, man tappar därför ~20-30 minuter innan pumpen varvat upp så framtemp kommit upp till framtemp-bör, och först därefter börjar den jobba igen energiunderskott. Detta leder inte sällan till att underskottet ökar för varje period av varmvattenproduktion och avfrostning tills dess att eltillskott går in. Detta beteende ger stora variationer i inomhusklimatet. 2.3.2.2 Lösning: Även detta problem beror på bristfälliga grundinställningar från fabrik och kan till stor del kompenseras med korrekt inställning av kompressorstyrningens reglerparametrar. Dessa parametrar är dock inte beskrivna i Nibes anvisningar varför stor möda har fått läggas ner för att få en förståelse för dessas innebörd och därmed kunna uppnå en korrekt inställning. Kapitel 5.4 beskriver vilka dessa parametrar är, och hur dessa skall ställas in. För att uppnå bästa inomhusklimat rekommenderas rumsgivare, en sådan kommer att se till att variationer som uppstår i samband med varmvattenproduktion och avfrostning snabbare kompenseras för, den säkerställer även konstant temperatur trots varierande utomhusförutsättningar såsom vind eller solinstrålning. 2.3.3 Enfasdrift av kompressor Uteenheten och dess kompressor drivs endast av en fas L3, kompressorns maxbelastning på denna fas är ~15A. För att undvika att kompressorn varvar ner i avsikt att undvika fasöverlast med eventuellt eltillskott som resultat måste det säkerställas att kompressorn ständigt har tillgång till dessa 15A. Detta kan beroende på storleken av fastighetens huvudsäkringar betyda att elsystemets faser måste balanseras om. Speciellt hänsyn måste tas till effektintensiva enfasmaskiner såsom tvättmaskiner, torktumlare och elspisar. 2.3.4 Temperaturgivare Temperaturgivarna i de system som Nibe konstruerat och tillverkar (dvs. Inneenheten, utegivare samt rumsgivare) visar konsekvent ett par grader för hög temperatur. Detta resulterar i felaktiga värden för ute-, fram- och returtemperaturer. Dessa fel kan i hög grad kompenseras med kurvinställning och andra reglerparametrar. För rumsgivaren är det dock mycket besvärande att ha ett så stort fel såsom + 2 grader! Felvisningen för ute- och innetemperaturen kan kompenseras genom ombyggnad av givarna, för vidare instruktioner se Appendix A. 2.3.5 Bortförsel av kondensvatten Anläggningen saknar helt anordning för bortförande av kondensvatten. Detta resulterar vintertid i att is byggs upp till samma höjd som utedelens underkant och kan resultera i funktionsbortfall och i värsta fall frostsprängning av förångaren. Det finns inte några framtagna tillbehör för avvattning, sådan avvattningsanordning måste
- 12 - anordnas på annat sätt. Förslag till avvattningsanordning finns beskriven i Appendix B. 2.3.6 Ljudnivå Ljudnivån på utedelen rapporteras vara något högre än på Nibe Fighter, om detta även är sant för jämförbara effektuttag är oklart (T.ex. Fighter 2025-8 och Nibe Split arbetande med 70 Hz). Kylmedierören mellan ute- och innedel väsnas en hel del, speciellt ljudliga är de när utedelen slår om mellan värmeproduktion och avfrostning. Dessa rör bör alltså ej installeras i bostadsutrymmen eller till bostadsutrymme angränsande vägg. Det rekommenderas även att förankring och väggenomföring av dessa rör sker med någon form av gummiupphängning. Innedelens ljudvolym hänförs till den inbyggda cirkulationspumpen och kompressorljud som fortplantar sig genom kylmedierören, de senare överväger. Även innedelen bör placeras utanför bostadsyta och kopplas till radiator- och tappvattensystem medelst flexslangar för att förhindra spridning av oljud. 2.3.7 Övrigt Nibe Split kan inte kompletteras med fjärrstyrning såsom många andra modeller i nibes produktsortiment. Det är inte troligt att en sådan komplettering kommer att kunna genomföras utan en uppgradering av programvaran vilket i Nibe Splits fall är liktydigt med ett utbyte av CPU-kortet. I det fall CPU kortet skulle fallera kommer inte elreserv med automatik sättas in, för att sätta igång reservvärme krävs att manövervredet vrids om till reservläge. Om inget nödsystem anordnas kan detta resultera i sönderfrysning av systemet vid avsaknad av tillsyn. 2.4 Kundsupport och bemötande Flertalet ägare av Nibe Split som under vintern 2009/2010 var aktiva på värmepumpsforum vittnar om brister i support och kompetens för denna värmepump från Nibe- och dess återförsäljare. Detta beror sannolikt på att Nibe Split och dess teknik är relativt ny på marknaden och kommer förhoppningsvis att förbättras med tiden. Den bästa supporten för denna pump har fram tills nu kunnat ges på Värmepumpsforum: http://www.varmepumpsforum.com/vpforum/index.php?board=38.0 2.5 Garantier, försäkringar och reklamationer Nibe Split levereras med 2 års fabriksgaranti, därutöver ingår även en sexårig trygghetsförsäkring som när som helst går att utöka till 10 år. Trygghetsförsäkringen täcker skillnaden mellan det belopp som hemförsäkringen betalar ut och den kostnad som är förenad med en reparation/utbyte dvs. självrisk och värdeminskning. Försäkringen förutsätter alltså en fullvärdig hemförsäkring som täcker ett värmepumpshaveri. Till skillnad mot det belopp som täcks av hemförsäkringen, får man ligga ute med självrisk och värdeminskning till dess att trygghetsförsäkringen blir reglerad.
- 13-3 Förutsättningar och rekommendationer 3.1 Installation Installationen skall i alla avseenden följa av Nibe utgivna anvisningar. Utedelen bör placeras på gjuten platta med det stativ som saluförs av Nibe. Plattan bör ha en lutning utåt på 1-2 procent för att säkerställa bortförsel av kondensvatten. Avvattningsanordning för kondensvatten bör anordnas så som beskrivet i Appendix B. Frånvaro av avvattning resulterar vintertid i att is byggs upp till samma höjd som utedelens underkant och kan resultera i funktionsbortfall och i värsta fall frostsprängning av förångaren. Innedelen placeras på plant underlag med hög bärighet. Expansionskärl och säkerhetsventil måste installeras separat då dessa funktioner inte finns inbyggda i enheten. I de fall en extern cirkulationspump finns bör en by-pass installeras tvärs över värmepumpens framlednings- och returrör, detta för att säkerställa cirkulation även då varmvatten produceras. Vattenvolymen i värmebärarsystemet skall inte understiga 100 liter, detta exkluderar förrådsberedarvolymen på 270 liter pga. att denna volym inte är aktiv under normaldrift. Vid dimensionering av expansionskärlsvolymen skall dock förrådsberedarvolymen inräknas. Installation av kylmedieanslutning mellan inne- och utedel måste göras av behörig kyltekniker. Efter slutförd kylmedieinstallation skall driftsprotokoll krävas. 3.2 Elinstallation Nibe Split ansluts till 400 V~ 3-fas. Den skall vara separat avsäkrad med 3x16A utan jordfelsbrytare. En allpolig brytanordning med 3 mm brytavstånd som medger säker avskiljning skall installeras. I de fall risk finns för överbelastning av fastighetens huvudsäkringar skall de bipackade strömtransformatorerna installeras på fastighetens serviceledning 1 per fas. Dessa kommer att säkerställa att värmepumpens laster kopplas bort i den omfattning som behövs för att undvika att huvudsäkringarna utlöser. I fall L1 eller L2 överlastas av andra apparater såsom tvättmaskin, spis, eller ugn kommer värmepumpen successivt att koppla bort elspets till dess att överbelastning inte längre föreligger. Om däremot L3 överlastas kommer utedelens kompressor att varva ner till ett varvtal där överlast inte längre föreligger. För att säkerställa att kompressorn inte onödigtvis varvar ner pga. överlast på L3 med eltillskott och högre last på L1 och L2 som följd rekommenderas att fastighetens fasbalans utformas så att L3 aldrig eller endast undantagsvis kan överlastas.
- 14-3.3 Rumsgivare För bästa innekomfort rekommenderas att en rumsgivare installeras. 3.4 Nödsystem För att förhindra frysning vid CPU-fel eller programfel (då reglersystemet kräver omstart) rekommenderas att en extra värmepatron installeras, denna skall installeras i serie med värmepumpen på framledningsröret, den skall alltså inte installeras enligt NIBEs dockningsalternativ eftersom inshuntning av förrådsberedarvattnet inte kan säkerställas vid CPU-fel
- 15-4 Funktionsbeskrivning Nibe Split är en inverterstyrd luft/vatten värmepumpslösning som tillhandahålls av Nibe villavärme. Lösningen består av en ute- och en innedel sammankopplade med en kylmediekrets, kraftförsörjning och en lågspänd styrbus. Utedelen består av förångare med luftfläkt, kompressor, expansionsventil och styrsysystem för utomhusdelen. Innedelen består av en plattvärmeväxlare, en varmvatten-/förrådsberedare med kamrörsbatteri för varmvatten, shuntventiler för varmvattenladdning-, eltillskott-, och avfrostning av utedelen. Driftsläge Extra varmvatten Display Meny navigering Kurvlutning Manöver Kondensor/ Plattvärmeväxlare VB-Cirk. pump Ventil-QN11 Utedelsbrytare/säkring Ventil-QM31 Ventil-QM30 Innedelsbrytare/säkring Relä-kort CPU-kort EBV-Kort Utedelstyrning VV Kamrörsbatteri Förådsberedare El-tillskott Förångare Styrkort Inverter Nätfilter 4-vägs ventil Expansionsventil Oljeuppsamlare Kompressor Förångar-fläkt 4.1 Funktionsprincip 4.1.1 Generellt En värmepump är en maskin som överför värme från en kall- till en varm plats. För att detta ska vara möjligt måste energi i någon form tillföras i en luftvärmepump såsom Nibe Split tillförs en denna energi av en elektromekanisk kompressor. Den metod man oftast använder i värmepumpar (och så även i Nibe Split) kallas för kompressorprocessen. Den är uppbyggd av fyra huvudkomponenter: förångare, kompressor, kondensor och strypanordning. En värmepump är i praktiken en specialtillämpning av en kylanläggning. Den kylalstring man eftersträvar i en kylanläggning erhålls genom att köldmediet (t ex propan, ammoniak eller freoner) går från ett högt tryck till ett mycket lägre genom en strypventil eller förträngning. Det lägre trycket medför en markant lägre temperatur. Köldmediet passerar sedan förångaren, där det förångas av värme från omgivningen.
- 16 - Ångorna passerar sedan kompressorn där den återigen komprimeras till ett högre tryck varvid temperaturen höjs markant, dessa heta ångor skickas vidare till kondensorn där de avkyls och kondenseras, dvs. övergår till vätskeform. Vid detta förlopp frigörs värme som måste bortföras. Det är den värmen som man använder hos värmepumpar. Köldmediet leds från kondensorn till förångaren i ett kontrollerat flöde så tryckdifferensen upprätthålls med hjälp av strypanordningen. Från expansionsventilen skickas det sedan kall vätska med lågt tryck som förs ut i förångaren. Valet av köldmedium påverkar vilka tryck som uppträder i systemet och vilka material som kan användas. Ett mycket använt köldmedium är ammoniak men på 1930-talet började man även använda freoner som är halogenerade kolväten. Användningen av detta köldmedium har på senare tid begränsats på grund av dess inverkan på stratosfärens ozonhalt. Nibe Split använder R410A bestående av pentafluoretan och difluormetan som kylmedium. En värmepumps verkningsgrad mäts i värmefaktor, även kallad COP (Coefficient Of Performance): hur mycket värmeenergi som genereras per tillförd elenergi. Om man t.ex. för varje kwh elenergi man tillför kompressorn får ut 4 kwh värmeenergi, har man en värmefaktor/värmeutbyte på 4 (COP 4). Värmeutbytet är helt beroende av temperaturskillnaden mellan det man tar värmen ifrån (t.ex. mark eller luft) och det man avger värmen till (luft eller vatten). Med liten temperaturskillnad får man hög värmefaktor och med stor temperaturskillnad får man låg värmefaktor. Vid injustering av värmesystemet skall man alltså efterstäva så låg temperatur som möjligt i golv eller radiatorer. 4.1.2 Nibe Split funktionsöversikt Nibe split är en tvådelad luft/vatten värmepumpslösning med en utedel AMS 10, och en innedel ACVM 270. Värmeenergin från omgivande uteluft tillgodogörs av utedelens förångare och temperaturhöjs av en i utomhusenheten inbyggd kompressor. Värmen överförs till innomhusenheten med hjälp av heta och högkomprimerade köldmediegaser". Dessa heta gasers värmeenergi överförs till det vattenburna värmesystemet genom inomhusenhetens köldmedie-/värmebärarväxlare. Köldmediet kondenserar pga. dess avkylning genom inomhusenhetens värmeväxlare/kondensor och köldmedievätskan återförs till uteenheten varefter de passerar en expansionsventil varvid kylmediet kyls ner under den temperatur som förångaren återigen kommer att tillföra köldmediet. Värmeproduktionseffekten är behovsstyrd på sådant sätt att kompressorns varvtal och därmed det av densamma genererade övertrycket/energiutbytet regleras så att husets exakta energibehov kontinuerligt kan tillgodoses, detta inom ett spann mellan 3-12 KW vid en utetemperatur på +7 grader och en radiatortemperatur på +45 grader. Tidigare generationers värmepumpar har traditionellt inte haft varvtalsstyrda kompressorer vilket har inneburit att dessa värmepumpen har arbetat med dess maximala effekt till dess att husets energibehov har varit tillfredställt varvid värmepumpen har stängts av tills dess att ytterligare behov uppkommit, s.k. on/off pumpar. Nackdelen med dessa tidigare generationers värmepumpar är att antal starter blir många vid måttligt energibehov i förhållande till värmepumpens maximala avgivna energiförmåga. Starter har klassiskt ansetts som en stor bidragande faktor till kompressorns förslitning vilket har inneburit att man med flit har underdimensionerat pumparna så att de ger 100 % energitäckningsgrad ner till endast ~ -7 graders utetemperatur. Med varvtalsstyrd kompressor kan värmepumpen i princip dimensioneras för 100 % energitäckning ner till -20 grader utetemperatur utan att antalet starter vid högre temperaturer ökar nämnvärt. På så sätt passar Nibe Split alla
- 17 - behov upp till 12 KW. Det skall påpekas att Splitten inte på något sätt levererar 12 KW vid lägre utetemperaturer och högre värmebärartemperaturer - det är mer realistiskt att anta en total energitillförsel på 7 KW/COP 2 vid -13 grader se Appendix H. 4.1.2.1 Utedelen AMS 10 Utedelen är en 12 KW luftvärmepumpsenhet från Mitsubishi Heavy industrials och liknar i stort den utedel som Mitsubishi Hydrolution använder. Kompressorn är av Twin Rotary Scroll typ och varvtalreguleras efter behov. Även om kompressorn som sådan drivs av en trefasmotor är varvtalsstyrningselektroniken av enfas typ vilket innebär att uteenheten i sin helhet drivs av endast en fas. Uteenheten har en växelventil för växling mellan värme- och kylproduktion, kylläget används även vid avfrostning av uteenheten. Utedelen har ett arbetsområde mellan +43 och -20 graders utetemperatur. Utedelen är ihopkopplad med innedelen genom två köldmedierör, 1-fas 230 V~ matning och ett balanserat RS-485 signalpar. Även om innedelen styr utedelens produktion har utedelen hög grad av autonom styrning. Utedelen ser t.ex. själv till att driftsförhållandena hålls optimala vad avser tryck, temperaturer, etc. detta görs genom att utedelen självständigt justerar strypventiler, kompressor- och fläktvarvtal. Detta innebär att kompressorvarvtal kan avvika från det av inneenheten valda börvärdet. Det är troligtvis även så att uteenheten självständigt beslutar om avfrostning. Maximalt eleffektutag är ~3 kw. 4.1.2.2 Innedelen ACVM 270 Innedelen är konstruerad och tillverkad av Nibe villavärme. Den består av en värmeväxlare/kondensor för överföring av värmepumpens energi till värmebäraren, en 270 liters förrådsberedare som ombesörjer tappvarmvattenproduktion och eltillskottsvärme, en varvtalsstyrd cirkulationspump för värmebärare och varmvattenladdning samt ventiler för växling mellan olika driftslägen. Förrådsberedaren har en volym på 270 liter och har som främsta uppgift att ombesörja tappvattenproduktionen. Tappvattnet flödar genom ett kamrörsbatteri som är nedsänkt i förrådsberedaren dvs. förrådsberedarvolymen utgörs inte av tappvatten utan av värmebärare/radiatorvatten. Vid normal värmepumpsfunktion är inte förrådsberedaren del av värmebärarslingan, men då värmepumpen inte förmår att producera tillräcklig värme shuntas vatten från förrådsberedaren in i värmebäraren/radiatorvattnet och doppvärmarna placerade i förrådsberedaren startar. Inneenheten arbetar med olika driftsfall: Normaldrift Varmvattenproduktion Avfrostning Eltillskott Dessa beskrivs utförligt i kapitel 4.3. Innedelen drivs med 3 fas 400 V~ alternativt enfas 230 V~ och har 4 eltillsattslägen:
- 18 - Läge Effekt L1 L2 L3 Enfas (L1) I 2 kw 5 A 5 A - 1 9 A 1 II 4 kw 9 A 9 A - 1 17 A 1 I+II 2 6 kw 13 A 13 A - 1 26 A 1 I+II+III 3 9 kw 13 A 13 A 13 A 40 A Maximalt effektutnyttjande kan begränsas se Nibes monterings och skötselanvisningar. AMS 10 ACVM 270 Tho-S Tho-D BT12 QN11 QM31 BT2 Förångare** Kondensor ** VB Tho-R1 BT15 BT3 QM30 VV BT6 Tho-R2 Shuntar & Ventiler (Normal funktion) BT19 QM30 (NS) QM31 (NÖ) QN11 (NÖ) * Figur 1. Principschema Nibe Split 4.2 Reglerprincip 4.2.1 Värmekurva Att styra värmeanläggningar med värmekurva har sitt ursprung från 1920 talet då radiatortermostater inte var vanligt förekommande och då teknik inte fanns för att styra anläggningen utifrån rumstemperatur. Värmekurvan styr framtemperaturen för värmebäraren beroende av utomhustemperaturen. Beroende på hur mycket radiatorer och hur mycket isolering ett 1 Kompresssorns strömbehov tillkommer 2 Detta läge tillåts ej om eltillskott har begränsats till 4kW med ratt R25 ställt i läge A 3 Detta läge tillåts ej om eltillskott har begränsats till 4 eller 6kW med ratt R25 ställt i läge A eller B eller om kompressor arbetar.
- 19 - hus har väljs en värmekurva som ger den önskade inomhustemperaturen även då termostater eller rumsgivare inte finns. Kurvan har en lutning som ser till att värmebäraren börtemperatur blir högre vid lägre utomhustemperatur. Kurvan är inte helt och hållet linjär utan är svagt logaritmisk, detta för att kompensera den olinjäritet som radiatorer har 1. Kurvlutningen definieras så som dess derivata*10 vid 0 graders utetemperatur. Exempel: Vid en kurvlutning på 7 och en utetemperatur på noll grader ökar framtemperaturens börvärde med 0,7 grader för varje grad som utetemperaturen minskar, och tvärtom. Förutom lutningen definieras även kurvan av en förskjutning. 0 graders förskjutning innebär att börvärdet för framtemperaturen är 20 grader vid 20 graders utetemperatur, vid exempelvis +3 graders förskjutning höjs börvärdet för framtemperaturen med 3 grader oavsett utetemperatur och resulterar t.ex. i 23 graders börvärde vid 20 graders utetemperatur. Värmekurvan bestäms entydigt av dess lutning och dess förskjutning. Kurvlutningen ser till att huset håller samma temperatur oavsett utetemperatur emedan förskjutningen bestämmer innetemperaturen. För lågt inställd kurvlutning innebär att huset blir varmare vid milda väderlekar än vid kyliga, en för högt inställd kurvlutning ger motsatt verkan. En korrekt inställd kurvlutning innebär alltså inte att huset får rätt temperatur utan endast att temperaturen är konstant oavsett utomhustemperatur. Efter det att kurvlutningen har justerats in ställs den önskade innetemperaturen in med hjälp av kurvförskjutningen. En korrekt kurvinställning är mycket viktig för att få ett behagligt inneklimat, så även om inomhusgivare används. För mer tips om kurvinställningar, se kapitel 5.1. Trots att man traditionellt endast har använt kurvreglering av värmesystem har denna metod en rad nackdelar, det är därför önskvärt att ha en inomhusgivare som komplement till kurvreglering. Motiven till inomhusgivare är: Utan rumsgivare tas ingen hänsyn till hur mycket det blåser vilket kan leda till för låg inomhustemperatur. Utan rumsgivare tas ingen hänsyn tas till solinstrålning på höst och vår vilket kan leda till för hög inomhustemperatur. Vid kompressordrift sker uppehåll av värmeproduktion vid varmvattenproduktion eller avfrostning. Dessa leder till variationer av inomhusklimatet, en rumsgivare eliminerar inte dessa variationer men kan minska desamma. Mer om inomhusgivare i kapitel 5.4.3. 1 Radiatorns konvektion och därmed även dess effekt är exponentiell exempel: en ökning av framtemperaturen från 30 till 31 grad ger mindre effektökning än en ökning från 50 till 51 grader
- 20-4.2.2 Gradminutreglering Värmepumpar har traditionellt varit av on/off typ, dvs. de har endera arbetat med full effekt eller varit avstängda. För att styra dessa typer av värmepumpar har gradminutregleringen tagits fram, denna har som vi senare skall se återanvänts för reglering av Nibes varvtalsstyrda värmepumpar. 4.2.2.1 Traditionell gradminutreglering Gradminutreglering går ut på att uppnå energibalans i huset. Grunden är att framtemperaturens ärvärde framtemperaturens börvärde (enligt föregående kapitel) motsvarar ett effektöverkott. Detta effektöverskott multiplicerat med den tid det varar motsvarar ett energiöverkott. Energiöverskottet/underskottet kan alltså mätas i gradminuter (GM), dvs. skillnaden mellan framtemperaturens är och börvärde multiplicerat med antal minuter denna differens har existerat. Exempel: +100 GM (överskott) innebär att framtemperaturen har varit tio grader över börvärde under 10 minuter, eller 1 grad över börvärdet i 100 minuter. -100 GM (underskott) innebär således att framtemperaturen har varit tio grader under börvärde under 10 minuter, osv. En on/off pumps startvilkor är ofta att gradminutunderskottet har uppnått ett förinställt värde, pumpen startar med full effekt och värmebärarens temperatur ökar. Så länge värmebärarens temperatur ligger under den börvärdestemperatur om värmekurvan stipulerar för den rådande utetemperaturen fortsätter gradminutunderskottet att öka. När värmepumpen har upparbetat en framtemperatur som motsvarar börvärdet börjar gradminutunderskottet gradvis att minska till dess att det når +/-0 då pumpen stannar. Nu är framtemperaturen över börvärdet vilket innebär att ett gradminutöverskott upparbetas, först när framtemperaturen kylts ner till börvärdet minskar gradminutöverskottet och övergår så småningom till ett underskott och till den punkt där pumpen återigen startar med dess fulla effekt. På detta sätt reglerar pumpen nära nog mot att leverera korrekt energibehov. Denna reglering är nära optimal för en on/off pump, vissa temperaturvariationer uppkommer pga. pumpen endast kan arbeta med full- eller ingen effekt, storleken på dessa variationer beror av vid vilket gradminutunderskott som pumpen startar. Desto tidigare pumpen startar (vid lägre gradminutunderskott) desto mindre varierar innetemperaturen, dock innebär ett lägre gradminutunderskott för värmepumpsstart fler värmepumpsstarter. Även om gradminutreglering fungerar utmärkt för on/off pumpar har den en något annorlunda och mer tveksam tillämpning för varvtalsstyrda pumpar se följande kapitel.